JPH08293967A - 蓄積手段を持つイメージセンサ及び画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ３ラインカラーセンサの感光画素列間の間隔
の制約をなくし、副走査読取密度や読取走査速度の変動
によらず、任意倍率の縮拡動作でも黒細線読取品質を維
持するために露光位相タイミング調整、カラーレジ補正
を可能とする。 【構成】 主走査方向に並んだ感光画素列１〜３を副走
査方向に複数列隣接配置し、その外側に水平転送レジス
タ５、６を備えたイメージセンサの感光画素列と水平転
送レジスタとの間に画素毎の信号電荷を退避させる蓄積
手段４を配置し、シフトゲートにより感光画素列と蓄積
手段と水平転送レジスタとの間で信号電荷の転送を制御
して、内部側感光画素列２の露光終了タイミングを経過
した時に外部側感光画素列３の信号電荷を蓄積手段４に
退避させて、内部側感光画素列２の信号電荷の転送経路
を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー画像読取装置に
使用される複数ラインのイメージセンサに関し、詳しく
は、デジタル複写機等の読取副走査密度を連続的に変更
する機能を持ち複数ラインの蓄積手段を持つイメージセ
ンサ及び画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像読取装置として、１チップ上
に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）３色の読取ラインを
持つ３ラインカラーセンサを使ったものが広く使われて
いる。このタイプのセンサにおいて、１ライン分の主走
査方向の画像情報の読取は、縮小光学系を構成する結像
レンズにより、３ラインカラーセンサ面上に原稿情報を
縮小投影することにより行っている。また、副走査方向
の画像情報の読取は、走査ミラー等の手段により結像画
像とセンサの位置関係を機械的に変化させることにより
行っている。

【０００３】この３ラインカラーセンサにおけるＲ、
Ｇ、Ｂ３色の各読取ラインは、センサチップ上で異なる
位置にあるので、原稿上で、副走査方向に位置の異なる
主走査方向のラインを読み取っている。そのため、機械
的な副走査により、原稿面上を順次、時系列に読み出し
てレジ（レジストレーション）補正を施し、カラー画像
読取を行っている。このレジ補正は、時系列に出力され
る読み出し信号にライン単位の遅延操作を加え、３色の
読取ラインが原稿面上で同じ主走査ラインを読み取って
いる情報となるようにするものである。

【０００４】しかし、読取画像は、１読取期間（露光期
間）中に副走査方向に移動する距離（送り量）により、
副走査方向に量子化されているため、前記遅延走査によ
るレジの補正は、送り量の整数倍単位の精度しか得られ
ない。ここでのレジストレーションエラーの残存によ
り、デジタルカラー複写機で黒細線をそれと認識できな
い場合が生じる。こうしたエラーは、３ラインセンサの
読取ライン間隔を副走査送り量の整数倍になるように構
成しておけば救済できる。しかし、デジタルカラー複写
機では、任意倍率拡大を行う手段として、副走査方向の
走査密度の変更により行うので、副走査方向の送り量が
設定倍率により変動するため、全ての倍率に対応しよう
とした場合には問題が残る。

【０００５】図２９は３ラインカラーセンサを使った画
像読取装置の構成概要を示す図、図３０は３ラインカラ
ーセンサの副走査方向のカラーレジのずれを説明するた
めの図である。３ラインカラーセンサを使った画像読取
装置は、図２９に示すように原稿台ガラス２０１上にの
せた反射原稿の像をフルレートミラー２０２、ハーフレ
ートミラー２０３の走査によりレンズ２０４を通して順
次３ラインカラーＣＣＤセンサ２０５上に縮小投影させ
て読み取るものである。このような画像読取装置では、
例えばセンサの画素ピッチが１４μｍ、原稿読取解像度
が１６ドット／ｍｍ、レンズの投影倍率が０．２２４倍
（＝０．０１４×１６）になっている。従来例の３ライ
ンカラーＣＣＤセンサは、Ｒ、Ｇ、Ｂの読取画素列を平
行に並べたものであるので、図３０に示すように原稿面
上で異なる位置を読み取っていることになる。そのため
センサの画素列間の間隔が１６８μｍとすれば、原稿面
上で０．７５ｍｍ（＝０．１６８／０．２２４）違う位
置を読んでいることになる。

【０００６】フルレートミラー２０２、ハーフレートミ
ラー２０３による走査は、レンズ２０４／センサ２０５
系を読取原稿に対して等速運動で相対的読取走査してい
るので、原稿面上での異なる位置の情報は、異なる読取
時刻のデータとして３ラインカラーＣＣＤセンサ２０５
に読み取られる。よって、このレジ補正は、カラーレジ
補正メモリ２０６におけるラインＦＩＦＯを使ってセン
サ出力にライン単位の遅延をかけることで行うことがで
きる。

【０００７】次に、読取倍率が変わった場合のギャップ
補正を行うために必要な遅延ライン数を求める一般式を
示す。

【０００８】

【数１】 Ｄｅｌ（遅延ライン数）＝Ｇａｐ×Ｒｅｓ×Ｍａｇ Ｇａｐ：原稿面換算の３色の読取ラインギャップ（従来
例では、Ｒ−Ｇ間・Ｇ−Ｂ間が０．７５ｍｍＲ−Ｂ間が
１．５０ｍｍ） Ｒｅｓ：読取解像度（従来例では、１６ドット／ｍｍ） Ｍａｇ：読取倍率（１００％で、１．０）

【０００９】

【表１】 また、〔表１〕に倍率１００％前後の倍率による遅延ラ
イン数の変化を示す。遅延ライン数は、この〔表１〕に
示すように読取倍率によって変化して、整数ラインにな
らない場合が出てくる。このエラーを補正するために、
読取ラインに隣接するラインの情報の平均を使って、３
色の読取重心を揃えることも考えられるが、隣接画像の
平均を取る操作は、ボカシ効果を与える操作であるの
で、読取解像度が劣化する。さらに、この解像度劣化
は、レジ補正を行うおうとした色にのみ生じるので、３
色の解像度バランスが悪くなり、結果として、やはり黒
細線を認識できなくなってしまう。

【００１０】図３１は遅延量が整数ラインでない場合の
各色センサの黒細線読取データの例を示す図、図３２は
遅延による読取補正と移動平均による重心変更の例を説
明するための図である。この例に示すように重心を補正
する操作を行った結果、３ラインの中心にあるＧの読取
画像がボケて、図３２に示すように黒細線の読取データ
であるにもかかわらず、中心の値、エッジ部分の値が３
色の読取データで一致しなくなることがわかる。この結
果、色付、エッジの濁りが生じる。この問題への対策と
して、特公平６−８１２２５号公報や特公平６−２０２
２１号公報では、３色の読取ラインの露光タイミングを
お互いずらすように独立動作させることで、整数倍以下
の少数部分のレジ補正を行おうとする提案がなされてい
る。また、本発明者も、特願平７−１０４００号により
同様の提案をしている。

【００１１】図３３は３ラインカラーＣＣＤセンサへの
シフトパルス入力タイミングとそれにより変化する露光
位相タイミングの例を示す図である。３色の露光期間タ
イミングは、３ラインカラーＣＣＤセンサの露光区間を
司るシフトパルスの供給タイミングによって変更するこ
とができる。図３３（ａ）の露光タイミング調整例に
は、Ｒ−Ｇ間、Ｇ−Ｂ間の補正ライン数がｎ＋１／２ラ
インの場合を示し、図３３（ｂ）の露光タイミング調整
例には、Ｒ−Ｇ間、Ｇ−Ｂ間の補正ライン数がｎ＋１／
４、Ｒ−Ｂ間の補正ライン数が２ｎ＋１／２の場合を示
している。

【００１２】図３４は従来方式の３ラインカラーＣＣＤ
センサの例を示す図、図３５は画素内転送方式の３ライ
ンカラーＣＣＤセンサの例を示す図、図３６は従来方式
の３ラインカラーＣＣＤセンサを用いた読取装置の例を
示す図、図３７は画素内転送方式の３ラインカラーＣＣ
Ｄセンサを用いた読取装置の例を示す図、図３８はセン
サラインギャップの大きさと許容可能な速度変動の振幅
との関係を示す図である。従来方式の３ラインカラーＣ
ＣＤセンサでは、例えば図３４に示すようにそれぞれの
感光画素列の両側に水平方向転送電極を配置し、また、
画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセンサでは、例
えば図３５に示すように３ラインの感光画素列を隣接配
置してその外側にそれらの水平方向転送電極を配置して
いる。そして、図３６及び図３７に示すようにそれぞれ
の色の信号電荷をＯｄｄ、Ｅｖｅｎに分けて水平方向転
送電極から取り出している。

【００１３】ところで、３ラインカラーセンサでの３ラ
インカラーレジの補正は、読取位置のズレを読取時間の
ズレに置き換えて、メモリによるライン単位の遅延によ
り行っている。しかし、この補正を行うためには、副走
査方向の送り速度が精度の高い等速直線運動である必要
がある。ここで読取画素列間のギャップ間隔が広いと、
遅延時間が長くなるので、長周期の送り速度変動の影響
も受けやすくなり、より高精度な副走査送りが必要とな
る。このため、読取画素列間のギャップは、より狭いこ
とが望ましく、できれば、センサギャップが１〜２ライ
ンであることが望まれる。図３８から明らかなようにラ
イン間隔が２ライン以下になると、許容範囲が急速に拡
大することがわかる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３４に示す
従来の３ラインセンサの構造では、各色の感光画素列の
両側に読み出し電極として水平方向転送電極を配置する
構成となっているので、ライン間のギャップを１〜２ラ
イン程度まで詰めることには問題がある。また、画素と
画素の間に配線を行って３ラインの中央の画素列の出力
を取り出す手段が考えられるが、画素の面積を削り感度
が半分程度になってしまうため、高速・高解像度・低ノ
イズが要求される仕様には不十分である。

【００１５】このセンサギャップ間隔を狭める工夫とし
て、特公平６−６５２３０号公報や特開昭６３−１９１
４６７号公報が提案されている。これらは、３ラインセ
ンサの各感光画素列のうち内側の感光画素列の信号電荷
を外側の感光画素列の内部を通して読み出す方式であ
る。この方式は、画素列内転送方式と呼ばれている。こ
の画素列内転送方式を使うことで、センサの画素面積を
削って感度を落とすようなことなしに、画素の間を通し
て中心ラインの信号のセンサラインギャップを１〜２ラ
イン程度に詰めることができるようにしたものである。
この構成例を示したのが図３５である。

【００１６】ところが、この画素列内転送方式では、３
ラインの感光画素列のうちの中央の画素列の読取信号電
荷は外側の画素列を通して読み出すため、前記露光タイ
ミングずらしの手法をとることが困難になる。つまり、
Ｇの信号電荷は、３ラインの中央にあるＧの感光画素列
からＲの感光画素列を通してＧの水平方向転送電極に送
る。そのため、ＲとＧの露光タイミングをずらすと、Ｒ
の露光動作中である場合には、Ｇの読み出し経路を妨害
してしまう。

【００１７】また、こうして露光タイミング制御が行え
ないことから、感光画素列間の間隔は、走査密度（通常
は、画素の主走査方向間隔で決まる）の整数倍にしてい
る。これは、走査倍率が最も標準的な倍率である１００
％の場合に、ギャップ補正が整数ラインでよく、レジ補
正エラーやレジ補正に係わる解像度低下の心配がないか
らである。この制約のため、技術的に２ライン以下の感
光画素列間隔が実現できるのにも関わらず、実際の素子
自体の副走査方向間隔は、２ラインになってしまう。画
素列の感光窓の副走査方向長さを短くすることで、副走
査方向間隔１ラインという仕様も可能であるがセンサ感
度低下を伴う。また、従来方式のものでは、自由に変倍
読取ができないという問題がある。

【００１８】本発明の目的は、副走査読取密度や読取走
査速度の変動によらず、黒細線読取品質を低下させるこ
となしに３ラインカラーセンサのカラーレジ補正を行う
ことである。また、本発明の他の目的は、読取走査系の
速度変動に影響されにくく、３ラインの感光画素列間の
間隔を狭くできる画素列内転送方式を用いた３ラインカ
ラーセンサにおいて、任意倍率の縮拡動作を行った時
に、黒細線読取品質を維持するために露光位相タイミン
グ調整を行えるようにすることである。さらに本発明の
他の目的は、３ラインカラーセンサの感光画素列間の間
隔の制約をなくし、２ライン以下にすることである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】そのために本発明の蓄積
手段を持つイメージセンサは、主走査方向に並んだ感光
画素列を副走査方向に複数列隣接配置してなる感光画素
部と、前記感光画素部の外側に外部出力線と接続され前
記感光画素列の信号電荷を主走査方向に転送する水平転
送レジスタと、前記感光画素列と前記水平転送レジスタ
との間に配置され画素毎の信号電荷を退避させる蓄積手
段と、前記感光画素列と前記蓄積手段と前記水平転送レ
ジスタとの間で信号電荷の転送を制御するシフトゲート
とを備え、前記感光画素列と前記蓄積手段と前記水平転
送レジスタとシフトゲートの電位切り換え及び切り換え
タイミングを制御することにより、前記蓄積手段と隣接
していない内側感光画素列の露光終了タイミングを経過
した時に前記蓄積手段と隣接し露光途中にある外側感光
画素列の信号電荷を前記蓄積手段に退避させた後、前記
外側感光画素列を通して前記蓄積手段、前記水平転送レ
ジスタへ前記内側感光画素列の信号電荷を転送するよう
に構成したことを特徴とするものである。

【００２０】さらに、前記蓄積手段とシフトゲートは、
主走査方向、双方向に信号電荷を転送可能に構成し、前
記蓄積手段は、シフトゲートに所定電位を印加した時に
隣接する感光画素列、水平転送レジスタよりもポテンシ
ャルが−側になるように不純物濃度或いは層厚を設定し
た半導体からなることを特徴とする。前記水平転送レジ
スタは、感光画素列の位置周期に対応して信号電荷を出
力する複数列の分割水平転送レジスタからなり、前記蓄
積手段は、垂直転送方向に複数配置されたことを特徴と
する。そして、前記水平転送レジスタを複数列備えると
共に、前記蓄積手段は、各水平転送レジスタの間に配置
されていることを特徴とする。

【００２１】また、主走査方向に並んだ感光画素列を副
走査方向に複数列隣接配置してなり、その外側に外部出
力線と接続され前記感光画素列の信号電荷を主走査方向
に転送する水平転送レジスタを備えたイメージセンサに
より水平転送レジスタより信号電荷を取り出して画像を
読み取る画像読取装置において、前記感光画素列と前記
水平転送レジスタとの間に配置され画素毎の信号電荷を
退避させる蓄積手段と、前記感光画素列と前記蓄積手段
と前記水平転送レジスタとの間で信号電荷の転送を制御
するシフトゲートと、前記蓄積手段と隣接していない内
部側感光画素列の露光終了タイミングを経過した時に前
記蓄積手段と隣接し露光途中にある外部側感光画素列の
信号電荷を前記蓄積手段に退避させた後、該外部側感光
画素列を通して前記蓄積手段、前記水平転送レジスタへ
前記内部側感光画素列の信号電荷を転送するように前記
感光画素列と前記蓄積手段と前記水平転送レジスタとシ
フトゲートの電位切り換えおよび切り換えタイミングを
制御する制御手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００２２】さらに、前記制御手段は、画像読取の縮拡
倍率に応じて前記各感光画素列の露光開始タイミングお
よび露光終了タイミングを決定し、前記蓄積手段は、信
号電荷を垂直転送方向及び水平転送方向の双方向に転送
可能に構成されているとともに、前記制御手段は、前記
シフトゲートを選択的に動作させることにより、前記内
部側感光画素列の信号電荷を前記蓄積手段、前記水平転
送レジスタに転送した後、前記外部側感光画素列の信号
電荷を退避前に存在した画素に戻すよう制御することを
特徴とするものである。

【００２３】また、前記制御手段は、前記シフトゲート
を選択的に動作させ、前記外部側感光画素列の信号電荷
を前記蓄積手段、前記水平転送レジスタに転送した後、
前記蓄積手段に退避された前記内部側感光画素列の信号
電荷と退避後に前記内部側感光画素列の対応する感光画
素に蓄積された信号電荷とを加算させるよう制御するこ
とを特徴とするものである。

【００２４】また、１列の前記感光画素列中の位置周期
に対応して前記感光画素列からの信号電荷を出力させる
ため複数列の分割水平転送レジスタからなり、前記制御
手段は、前記シフトゲートを選択的に動作させて、所定
位置周期における前記感光画素列中の外部側感光画素列
の感光画素の信号電荷を前記蓄積手段に退避させた後、
前記内部側感光画素列の信号電荷を前記外部側感光画素
列の信号電荷が退避されている蓄積手段の位置と異なる
他の蓄積手段あるいは分割水平転送レジスタに転送する
よう制御することを特徴とするものである。

【００２５】前記蓄積手段は、垂直転送方向に複数列配
設されるとともに、前記蓄積手段により構成される垂直
転送方向転送経路を２系統備え、前記制御手段は、前記
シフトゲートを選択的に動作させて、前記外部側感光画
素画素列の信号電荷を前記垂直転送方向転送経路の一方
の前記蓄積手段に退避させた後、前記内部側感光画素列
の信号電荷を前記垂直転送方向転送経路の他方の前記蓄
積手段に転送するよう制御することを特徴とするもので
ある。

【００２６】

【作用】本発明の蓄積手段を持つイメージセンサでは、
感光画素列と水平転送レジスタとの間に配置され画素毎
の信号電荷を退避させる蓄積手段と、感光画素列と蓄積
手段と水平転送レジスタとの間で信号電荷の転送を制御
するシフトゲートとを備え、感光画素列と蓄積手段と水
平転送レジスタとシフトゲートの電位切り換えおよび切
り換えタイミングを制御することにより、蓄積手段と隣
接していない内側感光画素列の露光終了タイミングを経
過した時に蓄積手段と隣接し露光途中にある外側感光画
素列の信号電荷を蓄積手段に退避させた後、外側感光画
素列を通して蓄積手段、水平転送レジスタへ内側感光画
素列の信号電荷を転送するので、複数ラインの読取感光
画素列間の間隔が狭く、読取走査速度変動に対して許容
度が大きい、画素列内転送方式のリニアカラーセンサに
おいて、露光動作中の水平方向転送電極に近い側の感光
画素列の信号電荷を感光画素列から一旦取り出して蓄積
手段に格納して退避させることができる。そして、水平
方向転送電極から遠い側の感光画素列の信号電荷を水平
方向転送電極へ転送するための経路を確保することがで
きる。したがって、感光画素列の相互の露光位相タイミ
ングをずらすことが可能になる。

【００２７】さらに、蓄積手段とシフトゲートは、主走
査方向、双方向に信号電荷を転送可能に構成するので、
露光途中の信号電荷を一旦退避させ、元の画素に戻すこ
とも、転送経路を確保することも容易に行うことがで
き、蓄積手段は、シフトゲートに所定電位を印加した時
に隣接する感光画素列、水平転送レジスタよりもポテン
シャルが−側になるように不純物濃度或いは層厚を設定
した半導体からなるので、簡単な構造で信号電荷転送の
ためのシフトゲートの制御を容易に行うことができる。
水平転送レジスタは、感光画素列の位置周期に対応して
信号電荷を出力する複数列の分割水平転送レジスタから
なり、蓄積手段は、垂直転送方向に複数配置され、水平
転送レジスタを複数列備えると共に、蓄積手段は、各水
平転送レジスタの間に配置されているので、複数列の信
号電荷を退避させ、取り出すことが容易に行える。

【００２８】また、主走査方向に並んだ感光画素列を副
走査方向に複数列隣接配置してなり、その外側に外部出
力線と接続され感光画素列の信号電荷を主走査方向に転
送する水平転送レジスタを備えたリニアカラーセンサに
より水平転送レジスタより信号電荷を取り出して画像を
読み取る画像読取装置において、感光画素列と水平転送
レジスタとの間に配置され画素毎の信号電荷を退避させ
る蓄積手段と、感光画素列と蓄積手段と水平転送レジス
タとの間で信号電荷の転送を制御するシフトゲートと、
蓄積手段と隣接していない内部側感光画素列の露光終了
タイミングを経過した時に蓄積手段と隣接し露光途中に
ある外部側感光画素列の信号電荷を蓄積手段に退避させ
た後、該外部側感光画素列を通して蓄積手段、水平転送
レジスタへ内部側感光画素列の信号電荷を転送するよう
に感光画素列と蓄積手段と水平転送レジスタとシフトゲ
ートの電位切り換えおよび切り換えタイミングを制御す
る制御手段とを備えるので、複数ラインの読取感光画素
列間の間隔が狭く、読取走査速度変動に対して許容度が
大きい画素列内転送方式のリニアカラーセンサを用い、
露光動作中の水平方向転送電極に近い側の感光画素列の
信号電荷を感光画素列から一旦取り出して蓄積手段に格
納して退避させることができ、水平方向転送電極から遠
い側の感光画素列の信号電荷を水平方向転送電極へ転送
するための経路を確保することができる。

【００２９】さらに、制御手段は、画像読取の縮拡倍率
に応じて各感光画素列の露光開始タイミングおよび露光
終了タイミングを決定し、蓄積手段は、信号電荷を垂直
転送方向及び水平転送方向の双方向に転送可能に構成さ
れているとともに、制御手段は、シフトゲートを選択的
に動作させることにより、内部側感光画素列の信号電荷
を蓄積手段、水平転送レジスタに転送した後、外部側感
光画素列の信号電荷を退避前に存在した画素に戻すよう
制御するので、水平方向転送電極から遠い側の感光画素
列の信号電荷を水平方向転送電極へ転送するための経路
確保するとともに、感光動作途中の信号電荷の露光期間
を継続させることができ、感光画素列の相互の露光位相
タイミングをずらすことが可能になる。

【００３０】また、制御手段は、シフトゲートを選択的
に動作させ、外部側感光画素列の信号電荷を蓄積手段、
水平転送レジスタに転送した後、蓄積手段に退避された
内部側感光画素列の信号電荷と退避後に内部側感光画素
列の対応する感光画素に蓄積された信号電荷とを加算さ
せるよう制御するので、露光途中の信号電荷を退避させ
ても一露光期間の信号電荷を取り出すことができる。

【００３１】また、１列の感光画素列中の位置周期に対
応して感光画素列からの信号電荷を出力させるため複数
列の分割水平転送レジスタからなり、制御手段は、シフ
トゲートを選択的に動作させて、所定位置周期における
感光画素列中の外部側感光画素列の感光画素の信号電荷
を蓄積手段に退避させた後、内部側感光画素列の信号電
荷を外部側感光画素列の信号電荷が退避されている蓄積
手段の位置と異なる他の蓄積手段あるいは分割水平転送
レジスタに転送するよう制御し、或いは蓄積手段は、垂
直転送方向に複数列配設されるとともに、蓄積手段によ
り構成される垂直転送方向転送経路を２系統備え、制御
手段は、シフトゲートを選択的に動作させて、外部側感
光画素画素列の信号電荷を垂直転送方向転送経路の一方
の蓄積手段に退避させた後、内部側感光画素列の信号電
荷を垂直転送方向転送経路の他方の蓄積手段に転送する
よう制御するので、複数列の信号電荷を退避させ、取り
出すことが容易に行える。

【００３２】以上のように本発明では、感光画素列間の
間隔が整数でなければならない制約がなくなり、感光画
素列間の間隔をより狭められるので、読取走査系振動に
対する許容度が上がる。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明に係る蓄積部を持つイメージセン
サの１実施例を示す図、図２は本発明に係る蓄積部を持
つイメージセンサの１ブロック分の構造を説明するため
の図である。図１に示すイメージセンサは、上方に示す
Ｒ、Ｇ、Ｂ３ラインの感光画素列１〜３に蓄積された信
号電荷のうち、Ｒ、Ｇの２色の信号電荷を図の下の方向
に読み出すもので、退避蓄積部４を通して、各色１系統
の水平方向転送電極（１ライン分の信号電荷を時系列信
号に変換して読み出す働きをする）５、６に信号を転送
するものであり、２画素で１ブロックを構成している。

【００３４】各ブロックの具体的な構成を説明すると、
まず、Ｇの信号電荷を読み出すためのシフトゲート７_r
がＧの右側の感光画素２_r とＲの右側の感光画素３_r と
の間に設けられており、また、シフトゲート７_l がＧの
左側の感光画素２_l とＲの左側の感光画素３_l との間に
設けられている。さらに、Ｒの信号電荷を読み出すため
のシフトゲート８_r がＲの右側の感光画素３_r と退避蓄
積部４の右側の退避電極４_r との間に設けられており、
また、シフトゲート８_l がＲの左側の感光画素３_l と退
避蓄積部４の左側の退避電極４_l との間に設けられてい
る。また、退避電極４_r と退避電極４_l との間にはシフ
トゲート１１が設けられている。ここで、感光画素から
読み出された信号電荷は、右側は退避電極４_r に、左側
は退避電極４_l に読み出されるが、３ラインの中央に位
置しているＧの感光画素列２の信号電荷はＲの感光画素
列３を通して読み出される。さらに、右側のＧの水平方
向転送電極５_r と退避電極４_r との間にはシフトゲート
１０_r 、左側のＧの水平方向転送電極５_l と退避電極４
_l との間にはシフトゲート１０_l が設けられ、同様に、
右側のＧの水平方向転送電極５_r とＲの水平方向転送電
極６_r との間にはシフトゲート１２_r 、左側のＧの水平
方向転送電極５_l とＲの水平方向転送電極６_l との間に
はシフトゲート１２_l が設けられている。

【００３５】図３はＧの露光終了後、Ｒの露光中に、Ｇ
の信号電荷をＲの画素を通して読み出す動作を説明する
ための図、図４は各電極にかかる駆動電圧信号を示すタ
イミングチャートである。図３の大きな○は露光が完了
した状態の信号電荷、小さな○は露光が途中の状態の信
号電荷を示し、右下のハッチングと電圧レベルは各電極
にかかっている電圧レベルと対応させて示したものであ
る。

【００３６】次に、上記構造のイメージセンサにおい
て、画素列内転送方式を使って感光画素列２、３から水
平方向転送電極５、６に信号電荷を転送する経路に退避
蓄積部４を設けることによる効果を説明する。画素列内
転送方式では、イメージセンサの各色露光タイミングを
ずらす上で、中央の読取感光画素列（実施例ではＧ）２
の１ライン分の露光完了時に、露光動作途中のサイドの
読取感光画素列（実施例ではＲ）３の内部を通して読み
出すことが課題となる。

【００３７】図３において、時刻ｔ０はＧの１ライン分
の感光画素列の露光が完了するタイミングである。この
時、Ｒの感光画素列は、露光区間の途中である。まず、
Ｇの感光画素列が露光が完了すると、時刻ｔ１で、シフ
トゲート８_r を０Ｖ→４Ｖと変化させ、Ｒの右側の画素
の信号電荷を電位勾配に沿って電位の高い方向に移動
し、退避電極４_r に入れる。次に、時刻ｔ２で、退避電
極４_r を５Ｖ→１Ｖ、シフトゲート１１を０Ｖ→３Ｖと
変化させ、Ｒの右側の信号電荷を退避電極４_l に移す。
このことで、Ｇの右側の信号電荷をＧの水平方向転送電
極に送るための経路が確保される。したがって、時刻ｔ
３、ｔ４で、各電極７_r 、８_r を制御することで、Ｇの
右側の信号電荷を順次垂直方向下方に移動し、水平方向
転送電極に運ぶことができる。

【００３８】その後、露光途中で取り出したＲの信号電
荷をもとの感光画素に戻す動作を行う。この動作は、ま
ず、時刻ｔ５で、退避電極４_l を５Ｖ→２Ｖ、シフトゲ
ート１１を０Ｖ→３Ｖと変化させ、退避電極４_l に退避
させていたＲの右側の信号電荷を退避電極４_r に移す。
次の時刻ｔ６で、退避電極４_r を５Ｖ→２Ｖ、シフトゲ
ート８_r を０Ｖ→２Ｖと変化させ、Ｒの右側の信号電荷
をＲの感光画素に戻す。また、この同じタイミングでシ
フトゲート８_l を０Ｖ→４Ｖ、退避電極４_l を１Ｖ→５
Ｖとし、Ｒの左側の信号電荷を退避動作のために退避電
極４_l に移し、同時にシフトゲート１１は０Ｖに戻して
おく。

【００３９】以下同様に、時刻ｔ７でＲの左側の信号電
荷を退避電極４_r に退避させ、時刻ｔ８、ｔ９で、Ｇの
右側の信号電荷を水平方向転送電極５_l に送る。次の時
刻ｔ１０、ｔ１１で、Ｒの左側の信号電荷を感光画素に
戻す。以上の一連の動作により、露光動作中のＲの感光
画素列３を通して、一露光期間の終了したＧの信号電荷
を水平方向転送電極５に読み出すことができる。

【００４０】ところでこの構造によると、Ｒの露光終了
時には、Ｒの信号電荷を水平方向転送動作中のＧの水平
方向転送電極５越しに、Ｒの水平方向転送電極６に送る
必要がある。この場合にも、前記と同様に退避蓄積部４
を使うことによって、目的を達成することができる。図
５は露光終了後のＲの信号電荷を読み出す動作を説明す
るための図、図６は各電極にかかる駆動電圧信号を示す
タイミングチャートである。

【００４１】図５において、時刻ｔ１３は、Ｒの露光終
了タイミングを示している。このＲの露光が終了する
と、まず、時刻ｔ１４で、Ｇの水平方向転送電極５_l を
５Ｖ→２Ｖ、シフトゲート１０_l を０Ｖ→３Ｖとし、水
平方向転送を途中停止しているＧの信号電荷を退避電極
４_l に取り出す。次に、時刻ｔ１５で、Ｇの水平方向転
送電極５_l を２Ｖ→５Ｖ、シフトゲート１０_l を３Ｖ→
０Ｖともとに戻し、退避電極４_l を５Ｖ→２Ｖ、シフト
ゲート１１を０Ｖ→３Ｖとして、Ｇの信号電荷を退避電
極４_r に退避させる。こうしてできたＲの感光画素３_l
からＲの水平方向転送電極６_l までの経路を使って、時
刻ｔ１６、ｔ１７、ｔ１８で、Ｒの左側の感光画素３_l
の信号電荷をＲの水平方向転送電極６_l まで順次転送す
る。

【００４２】また、時刻ｔ１８のタイミングで、退避電
極４_r を５Ｖ→１Ｖ、シフトゲート１１を０Ｖ→３Ｖと
し、退避電極４_r に避難させていたＧの信号電荷を退避
電極４_l に移し、さらに時刻ｔ１９で、シフトゲート１
１を３Ｖ→０Ｖと元に戻し、退避電極４_l を５Ｖ→１
Ｖ、シフトゲート１２_l を０Ｖ→３Ｖとして、Ｇの信号
電荷を元の水平方向転送電極５_l に戻す。ここまでの動
作と同様に、Ｒの右側の感光画素３_r の信号電荷につい
ても、時刻ｔ２０〜ｔ２５で、退避電極４_l に移動退避
させて転送経路を確保して電荷転送を行える。なお、以
上の動作のなかで、信号電荷を双方向に動かすために、
一つの電極に３段階の電圧レベルを印加する場合がある
が、この制御は、ＣＣＤにパルスを供給するドライバに
３つの電圧レベルを用意しておくことで可能になる。

【００４３】以上２つの動作で示すように、感光画素列
２、３と水平方向転送電極５、６との間に退避電極
４_r 、４_l からなる退避蓄積部４を設け、露光中のＲの
信号電荷を一旦この退避蓄積部４に取出、露光完了した
Ｇの信号電荷を転送するための転送経路を確保すること
で、露光動作中のＲの感光画素内を通過してのＧの信号
読み出しが可能となる。また、露光動作途中で取り出さ
れたＲの信号電荷を双方向転送により、元の感光画素列
に戻すことで、露光動作を継続させることができる。さ
らに、この退避蓄積部４は、水平方向転送動作中のＧの
水平方向転送電極５を通過させて、Ｒの信号電荷をＲの
水平方向転送電極６に転送する際にも活用できる。この
ことで、従来困難であった画素列内転送方式の複数ライ
ンカラーセンサにおいて、互いの露光位相タイミングを
ずらす制御が可能となり、デジタルカラー複写機の変倍
モードに使われる、副走査方向の走査密度の変更に際し
てのカラーレジ補正性能の低下を防ぐことができる。し
かも、こうして整数分以下のレジ補正が精度良く行える
ようになるので、感光画素列間の間隔が画素ピッチの整
数倍である必要が無くなり、画素列間の間隔を２ライン
未満（例えば、１．５ライン）にすることが可能とな
る。

【００４４】次に、本発明に係るイメージセンサの第２
の実施例について説明する。図７は本発明に係る蓄積部
を持つイメージセンサの他の実施例を示す図、図８は図
７に示すイメージセンサの１ブロック分の構造を示す図
である。

【００４５】図７に示すイメージセンサは、図の上方に
示すＲ、Ｇ、Ｂ３ラインの感光画素列２１〜２３に蓄積
された信号電荷のうち、Ｒ、Ｇの２色の信号電荷を図の
下の方向に読み出すもので、退避蓄積部２４を通して、
各色が偶数・奇数２系統の水平方向転送電極（１ライン
分の信号電荷を時系列信号に変換して読み出す働きをす
る）２５〜２８に信号を転送するものである。

【００４６】このイメージセンサの各ブロックは、図８
に示すようにまず、Ｇの信号電荷を読み出すためのシフ
トゲートＳＨ_G がＧの感光画素列２２とＲの感光画素列
２３との間に設けられており、また、Ｒの信号電荷を読
み出すためのシフトゲートＳＨ_R がＲの感光画素列２３
と退避蓄積部２４との間に設けられている。ここで、３
ラインの中央に位置しているＧの感光画素列２２の信号
電荷は、Ｒの感光画素列２３を通して読み出される。

【００４７】退避蓄積部２４は、第１転送電極列と第２
転送電極列からなる。さらに、第１転送電極列、第２転
送電極列はともに、Ｒ、Ｇ２色の偶数・奇数の信号電荷
を水平方向転送電極２５〜２８に転送するのに必要な段
数を有し、Ａ、Ｂの各２系統の電極Ｔ_1A、Ｔ_1B、Ｔ_2A、
Ｔ_2Bからなり、第１転送電極列と第２転送電極列との間
には、Ａ系統の第２転送電極列Ｔ_2Aに連動して動作する
シフトゲートＳＨ_T が設けられている。また、第１転送
電極列と第２転送電極列の終点には、余分な暗時出力成
分を排出するためのドレインＤが設けられている。Ｂ系
統の第２転送電極列Ｔ_2Bは、ドレインの手前のＲ・Ｇ各
２系統ずつの水平方向転送電極２５〜２８に信号電荷を
運ぶ働きをする。

【００４８】図９は第１転送電極列の電位分布の変化及
び動作を説明するための図であり、図９（ａ）はセンサ
の構造、（ｂ）〜（ｄ）は各電極の駆動信号と電位の変
化を示している。この電位分布は、電位の高い方向を下
にとっている。信号電荷はマイナスであり電位の高い方
向に流れるが、これは、下側に流れるように表すことが
直観的に理解しやすいことから、慣例的に用いられてい
る表現である。

【００４９】まず、図９（ｂ）により感光画素内の信号
電荷を第１転送電極列に送る場合の動作を説明する。こ
の場合には、第１転送電極列Ｔ_1AをＨにした状態で、シ
フトゲートＳＨ_R をＬ→Ｈと変化させる。Ｒの信号電荷
は、このときの電位勾配により第１転送電極列Ｔ_1Aの部
分に読み出される。また同時に、シフトゲートＳＨ_Gも
Ｌ→Ｈと変化させれば、Ｇの信号電荷も、Ｒの感光画素
内を通過して第１転送電極列Ｔ_1Aの部分に読み出され
る。

【００５０】さらに第１転送電極列Ｔ_1Aに読み出した信
号電荷は、図９（ｃ）、図９（ｄ）に示すように、Ａ系
統の第１転送電極Ｔ_1AをＨ→Ｌ→Ｈと変化させるととも
に、Ｂ系統の第１転送電極Ｔ_1BをＡ系統の第１転送電極
Ｔ_1AのＨとＬの中間のレベルに固定し、仮想位相（Ｖｉ
ｒｔｕａｌ Ｐｈａｓｅ）として働かすことで順次右側
（水平方向転送電極に近い側）に送っていくことができ
る。そして、最終段のドレインまで転送された電荷（暗
示出力分）は、ここで排出される。

【００５１】図１０は第２転送電極列の電位分布の変化
及び動作を説明するための図であり、図１０（ａ）はセ
ンサの構造、（ｂ）、（ｃ）は各電極の駆動信号と電位
の変化を示している。第２転送電極では、図１０
（ｂ）、（ｃ）に示すようにＢ系統の第２転送電極Ｔ_2B
をＨ→Ｌ→Ｈ、一方の水平方向転送電極φ１をＬ→Ｈ→
Ｌと変化させることで、信号電荷が、順次右側（水平方
向転送電極の方向）に転送されていく。このとき、Ａ系
統の第２転送電極Ｔ_2Aは、Ｌに固定しておく。そしてＡ
系統の第２転送電極Ｔ_2AをＬにしたときの電位レベル
は、Ｂ系統の第２転送電極Ｔ_2BのＨとＬの中間となるよ
うにしておくことで、Ｂ系統の第１転送電極Ｔ_1Bと同様
に、仮想位相の働きをする。

【００５２】次に、退避蓄積部内での水平方向転送の動
作を説明する。図１１は退避蓄積部内での水平方向転送
時の電位分布の変化及び動作を説明するための図であ
り、図１１（ａ）はセンサの構造、（ｂ）〜（ｆ）は各
電極の駆動信号と電位の変化を示している。まず、図１
１（ａ）の電位断面Ｃは、偶数・奇数の２系統の読取画
素から並行して読み出された信号電荷が第１転送電極に
送り込まれる部分を示している。ここは、ひと繋がりの
第１転送電極列のなかの一部である。画素列中の信号電
荷は、第１転送電極Ｔ_1Aの互いに隣り合う２つの転送電
極に読み込まれたあと、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）に
示すように、第１転送電極Ｔ_1AのＬ→Ｈ→Ｌにより、順
次右側に転送される。右側に転送された信号電荷は、第
１転送電極の蛇行にともなって、図９に示したように下
方へと転送されていく。

【００５３】次に、図１１（ａ）の電位断面Ｄでの電位
分布の、駆動信号の状態によっての変化を示したのが図
１１（ｄ）、図１１（ｆ）である。この部分は、第１転
送電極列を転送中の信号電荷群を、並列に第２転送電極
列に移動させる働きをもっている部分である。まず、第
２転送電極Ｔ_2AがＬの状態で第１転送電極側（右側）に
あった信号電荷は、第２転送電極Ｔ_2AをＬ→Ｈと変化さ
せることで、第２転送電極側（左側）に移動させること
ができる。これは、第２転送電極Ｔ_2Aを、Ｌ→Ｈとした
ことで、第２転送電極Ｔ_2Aの電位とシフトゲートＳＨ_T
の電位を同時にＨとすることにより生じる電位勾配によ
り、２つの転送電極列の間を並列転送されるものであ
る。

【００５４】図１２は図７に示したセンサによるＲの電
荷の退避動作を説明するための図、図１３はＧの電荷の
読み出し動作を説明するための図、図１４はＲの電荷の
読み出し動作を説明するための図、図１５は退避電極か
ら水平方向転送電極への転送動作を説明するための図で
ある。図中、１つの○は露光途中、２つの○は１露光期
間の信号電荷を示している。上記各細部の働きに基づ
き、画素列内転送方式を使ったイメージセンサにおい
て、３ラインの外側の感光画素列であるＲの感光画素列
２３の露光期間中に、３ラインの中央に位置する感光画
素列であるＧの感光画素列２２の１露光期間分の信号電
荷を取り出す動作を説明する。次のようにしてＲの露光
期間とＧの露光期間の位相をずらすことによって、デジ
タル複写機のズーム機能などで、副走査方向のサンプリ
ングピッチが変わった場合に、３色レジ補正を解像度を
落とすことなしに行うことができる。

【００５５】まず、露光期間途中のＲの信号電荷の取り
出し方を図１２により説明する。図１２において、時刻
ｔ１０は、Ｇの露光が完了してＲが露光途中段階にある
状態を示している。Ｇの露光が完了すると、まず、時刻
ｔ１１で、ＲのシフトゲートＳＨ_R と第１転送電極列Ｔ
_1AをＨにすることで、Ｒの２画素分の信号電荷は、隣接
する第１転送電極列に移される。次に、時刻ｔ１２〜ｔ
１３で、第１転送電極列Ｔ_1AをＬ→Ｈ→Ｌと駆動し、Ｒ
の信号電荷は、第１転送電極列Ｔ_1Aを順に送られ、第１
転送電極列の４段目／６段目に至る。さらに、Ｒの信号
電荷は、時刻ｔ１４で、第２転送電極列Ｔ_2AをＨとする
ことで、第２転送電極列に送られ、次の時刻ｔ１５で、
第２転送電極列Ｔ_2AをＬにした状態で、第２転送電極の
１段目／３段目に蓄積保持される。

【００５６】次に、Ｇの信号電荷の取り出し方を図１３
により説明する。図１３において、時刻ｔ２０は、時刻
ｔ１５と同じ状態を示している。まず、時刻ｔ２１で、
ＧのシフトゲートＳＨ_G とＲのシフトゲートＳＨ_R と第
１転送電極列Ｔ_1AをＨにすることで、Ｇの２画素分の信
号電荷は、Ｒの感光画素列の内部を通って隣接する第１
転送電極列に移される。そして、時刻ｔ２２〜ｔ２３
で、第１転送電極列Ｔ_1AをＬ→Ｈ→Ｌ→Ｈ→Ｌ→Ｈ→Ｌ
と駆動することで、Ｇの信号電荷は、第１転送電極列を
順に送られ、第１転送電極列の８段目／１０段目に至
る。さらに、Ｇの信号電荷は、時刻ｔ２４で、第２転送
電極列Ｔ_2AをＨとすることで第２転送電極列に送られ、
次の時刻ｔ２５で、第２転送電極列Ｔ_2AをＬにした状態
で、第２転送電極の５段目／７段目に蓄積保持される。

【００５７】次に、Ｒの残りの露光期間が終了した時点
での動作を図１４により説明する。図１４において、時
刻ｔ３０は、時刻ｔ２５の後Ｒの露光を継続し、信号電
荷がＲの画素列に溜まった状態を示している。Ｒの残り
の露光期間が終了すると、まず、時刻ｔ３１で、Ｒのシ
フトゲートＳＨ_R と第１転送電極列Ｔ_1AをＨにすること
で、Ｒの２画素分の信号電荷は、隣接する第１転送電極
列に移される。次に、時刻ｔ３２〜ｔ３３で、第１転送
電極列Ｔ_1AをＬ→Ｈ→Ｌと駆動させることで、Ｒの信号
電荷は、第１転送電極列を順に送られ、第１転送電極列
の４段目／６段目に至る。さらに、Ｒの信号電荷は、時
刻ｔ３４で、第２転送電極列Ｔ_2AをＨとすることで第２
転送電極列に送られ、前半部分の露光期間の信号電荷と
合算され、次の時刻ｔ３５の状態で、第２転送電極列Ｔ
_2AをＬにした状態で、第２転送電極の１段目／３段目に
蓄積保持させる。この状態で、Ｒ・Ｇとも１露光期間分
の信号電荷が第２転送電極に蓄積されたことになる。

【００５８】次に、第２転送電極に蓄積された信号電荷
を水平方向転送電極に送出する動作を図１５により説明
する。図１５において、時刻ｔ４０は、時刻ｔ３５の状
態の後水平方向転送電極の１ライン分の読み出しを完了
した状態を示している。時刻ｔ４１〜ｔ４５の間、第２
転送電極列Ｔ_2A・φ２をＬに固定し、第２転送電極列Ｔ
_2B・φ１をお互いに逆相で駆動することで、信号電荷は
順次転送され、４列の水平方向転送電極のそれぞれの位
置にセットされる。

【００５９】これらの動作は、全ての画素で並列に行わ
れ、例えば３ライン５０００画素のセンサの場合は、２
画素を１組にした２５００系統が並列に動作する。こう
して、本実施例のセンサ構造を用いれば図１２〜図１５
に示した動作を順次行うことで、画素列内転送方式のイ
メージセンサにおいて、各読取ラインの露光位相を互い
に異ならせることが可能になる。

【００６０】この動作の中で、第２転送電極列が退避蓄
積電極の役割を果たし、露光途中のＲの信号電荷を第２
転送電極列に読み出しておき、このＲの信号電荷を追い
抜く形で、Ｇの信号電荷が、第２転送電極列中のＲの信
号電荷よりも水平方向転送電極に近い位置に読み出され
る。あたかも、退避線（第２転送電極列）の各駅停車列
車を後続の急行列車が追い抜く（第１転送電極列を通っ
て）ようにして動作する結果、感光画素列からの読み出
し順と、水平方向転送電極への転送順を入れ替えること
ができる。Ｒの残りの露光期間の信号電荷は、露光期間
終了後に改めて読み出され、Ｒの露光前半期間の信号電
荷と合成されることで、１露光期間分の信号電荷にな
る。

【００６１】以上のように図７に示す構造をとることに
よっても、図１に示す構造のものと同様に、画素列内転
送方式のイメージセンサでの露光タイミング調整が行え
るとともに、第１第２転送電極列の段数を多くすること
で、水平方向転送電極の列数が大きくなっても対応でき
る。なお、第２の実施例では、Ｒ、Ｇの２色が各々偶数
・奇数２系統の、合計４系統の水平方向転送電極を持つ
センサであったが、ＲＧＢ３色分を片側に取り出す方式
で、偶数・奇数分と合わせ合計６系統の水平方向転送電
極を持つものでも可能であるし、また、高速化のため、
１色あたり４系統の構成として、２色分の合計が８系統
になるものでも可能である。

【００６２】次に、本発明に係るイメージセンサの第３
の実施例について説明する。図１６は本発明に係る蓄積
部を持つイメージセンサの他の実施例を示す図、図１７
はセンサの構造を説明するための図である。図１６に示
すイメージセンサは、図の上方に示すＲ、Ｇ、Ｂ３色の
感光画素列４１〜４３に蓄積された信号電荷のうち、
Ｒ、Ｇの２色の信号電荷を図の下の方向に読み出すもの
で、蓄積部４５、４７を通して、各色１系統の水平方向
転送電極（１ライン分の信号電荷を時系列信号に変換し
て読み出す働きをする）４６、４８に信号を転送するも
のである。

【００６３】具体的には、１ブロック分として図１７に
示すように、Ｇの信号電荷を移動するためのシフトゲー
ト５２がＧの感光画素４２とＲの感光画素４３との間に
設けられており、Ｒの信号電荷、およびシフトゲート５
２を介してＲの感光画素４３に移されたＧの信号電荷を
移動するためのシフトゲート５３がＲの感光画素４３と
蓄積部４５との間に設けられている。感光画素４２、４
３から蓄積部４５の蓄積電極に移動されたＧおよびＲの
信号電荷のうち、Ｇの信号電荷は、シフトゲート５４を
介してＧの水平方向転送電極４６へ導かれ、また、Ｒの
信号電荷は、シフトゲート５４を介してＧの水平方向転
送電極４６へ導かれた後、さらにシフトゲート５５を介
して蓄積部４７の蓄積電極へ導かれ、さらにシフトゲー
ト５６を介してＲの水平方向転送電極４８へ導かれる。
これらの操作によりＧの水平方向転送電極４６へ導かれ
たＧの信号電荷は、φ１Ｇ、φ２Ｇの水平方向転送電極
により時系列信号に変換して読み出され、Ｒの水平方向
転送電極４８へ導かれたＲの信号電荷は、φ１Ｒ、φ２
Ｒの水平方向転送電極により時系列信号に変換して読み
出される。

【００６４】図１８はＧの露光終了後、Ｒの露光中にＧ
の信号電荷をＲの画素を通して読み出す動作を説明する
ための図、図１９は電荷読み出し時の各電極にかかる駆
動電圧信号を示すタイミングチャートである。次に、上
記構造のイメージセンサにおいて、画素列内転送方式を
使って感光画素４２、４３から水平方向転送電極４６、
４８に信号電荷を転送する経路に蓄積部４５、４７を設
けることによる効果を説明する。この画素列内転送方式
のイメージセンサにおいても、各色露光タイミングをず
らす上で、中央の読取感光画素列（実施例ではＧ）４２
の１ライン分の露光完了時に、露光動作途中の他の読取
感光画素列（実施例ではＲ）４３の内部を通して読み出
している。

【００６５】図１８において、時刻ｔ０は１サイクル前
のＲ、Ｇの信号電荷の水平方向転送が完了するタイミン
グを示している。この時、Ｇの感光画素列は露光がほぼ
終了しており、Ｒの感光画素列は、露光期間の途中であ
る。まず、期間ｔ１で、シフトゲート５４およびシフト
ゲート５６をオンすることで、蓄積部４５内のＲの信号
電荷および蓄積部４７内のＲの信号電荷は、電位勾配に
沿って電位の高い方向に移動し、それぞれＧの水平方向
転送電極４６のφ１Ｇおよび、Ｒの水平方向転送電極４
８のφ１Ｒに移動する。次に期間ｔ２で、シフトゲート
５３およびシフトゲート５５をオンすることで、Ｒの感
光画素列４３内および、Ｇの水平方向転送電極４６のφ
１Ｇ内のＲの信号電荷は、それぞれ蓄積部４５および蓄
積部４７に移動する。期間ｔ２が終わった時点でＧの感
光画素列４２の露光が完全に終了することになる。

【００６６】次に、期間ｔ３で、シフトゲート５２、シ
フトゲート５４およびシフトゲート５６をオンすること
で、Ｇの感光画素列４２内のＧの信号電荷はＲの感光画
素列４３に、蓄積部４５内のＲの信号電荷はＧの水平方
向転送電極４６のφ１Ｇに、蓄積部４７内のＲの信号電
荷はＲの水平方向転送電極４８のφ１Ｒに移動する。こ
のとき、Ｒの水平方向転送電極４８のφ１Ｒでは、期間
ｔ１で移動した１つ前のＲの信号電荷と期間ｔ３で移動
したＲの信号電荷が合成される。次に、期間ｔ４で、シ
フトゲート５３およびシフトゲート５５をオンすること
で、Ｒの感光画素列４３内のＧの信号電荷は蓄積部４５
に、Ｇの水平方向転送電極４６のφ１Ｇ内のＲの信号電
荷は蓄積部４７に移動する。さらに、期間ｔ５で、シフ
トゲート５４をオンすることで、蓄積部４５内のＧの信
号電荷はＧの水平方向転送電極４６のφ１Ｇに移動す
る。

【００６７】以上の一連の動作により、一露光期間の終
了したＧの信号電荷は露光動作中のＲの感光画素列を通
して、またＧの一露光期間とは異なる一露光期間内に蓄
積されたＲの信号電荷は部分転送して、それぞれＧ、お
よびＲの水平方向転送電極４６、４８に移動することが
できる。そして、期間ｔ６で、ＧおよびＲの水平方向転
送電極４６、４８によりそれぞれの信号電荷の水平方向
転送が開始される。次に、期間ｔ７で、信号電荷の水平
方向転送の途中にシフトゲート５３をオンすることで、
期間ｔ５〜ｔ６の期間にＲの感光画素列４２内にて蓄積
されたＲの信号電荷を蓄積部４５に移動する。さらに、
期間ｔ８で、ＧおよびＲの水平方向転送電極４６、４８
により、それぞれの信号電荷の水平方向転送を行い、残
りの水平方向転送を終了させる。

【００６８】以上の動作で示すように、感光画素列４
２、４３と水平方向転送電極４６、４８との間に蓄積部
４５、４７を設け、露光中のＲの信号電荷を一旦この蓄
積部４５、４７に保持し、露光完了したＧの信号電荷を
転送するための転送経路を確保することで、露光動作中
のＲの感光画素内を通過してのＧの信号読み出しが可能
となる。ここで、期間ｔ７のタイミングを制御する期間
ｔ６及び期間ｔ８の時間配分を制御することにより、従
来困難であった画素列内転送方式の複数ラインのカラー
センサにおいて、互いの露光位相タイミングをずらす制
御が可能となり、デジタルカラー複写機の変倍モードに
使われる副走査方向の走査密度の変更に際してのカラー
レジ補正性能の低下を防ぐことができる。また、こうし
て整数分以下のレジ補正が精度良く行えるようになるの
で、感光画素列間の間隔が画素ピッチの整数倍である必
要が無くなり、画素列間の間隔を２ライン未満（例え
ば、１．５ライン）にすることが可能となる。

【００６９】次に、本発明に係るイメージセンサの第４
の実施例について説明する。図２０に本発明に係る蓄積
部を持つイメージセンサの他の実施例を示す図である。
図２０に示すイメージセンサは、３列の感光画素列６１
〜６３からなり、それぞれＢ、Ｇ、Ｒの３色波長に対し
感度を持つフルカラーＣＣＤである。各感光画素列６１
〜６３は、奇数画素（以降Ｏｄｄ）、偶数画素（以降Ｅ
ｖｅｎ）の２チャンネルに分けられ、延べ６チャンネル
の出力を持つＣＣＤとしている。ここで、Ｂの感光画素
列６１に関してはＯｄｄ、Ｅｖｅｎ共、Ｇの感光画素列
６２に関してはＯｄｄのみをそれぞれＢの感光画素列６
１側に転送するようにし、それぞれの水平転送用のＣＣ
Ｄレジスタ６８〜７０も同じ側に設けている。またＲの
感光画素列６３のＯｄｄ、Ｅｖｅｎ、Ｇの感光画素列６
２のＥｖｅｎに関しては、水平転送用のＣＣＤレジスタ
７１〜７３をＲの感光画素列６３側に設けた構成として
いる。そして、垂直方向どちらにでも転送可能なＢの中
間レジスタ６４、Ｇ−Ｏｄｄの中間レジスタ６５をＢの
感光画素列６１側に配置し、同様にＲの中間レジスタ６
７、Ｇ−Ｅｖｅｎの中間レジスタ６６をＲの感光画素列
６３側に配置している。

【００７０】次に具体的な構造と動作タイミングについ
て、図２１〜図２４を参照しながら説明する。図２１お
よび図２２は図２０に示すイメージセンサの４画素分の
平面構造図であり、Ｇ−Ｅｖｅｎ、Ｒの感光画素列側の
み示している。図中の○印、△印は蓄積された信号電荷
の模式図であり、電荷が大きくなるにつれて小△→大△
→○で表している。Ｇ−Ｏｄｄについても同様に電荷が
蓄積されるが煩雑になるので省略する。ｔ０〜ｔ９は時
刻の変化を表し、その時々における電荷の動きを△、
○、矢印で示す。ＳＨＧ、ＳＨＲ１／２等は図中に示す
各ゲート電極を駆動する制御線であり、φ１、φ２はＧ
−Ｅｖｅｎ、Ｒ−Ｏｄｄ、Ｒ−Ｅｖｅｎの各水平転送Ｃ
ＣＤレジスタに共通に作用する２φクロック制御線であ
る。図２３は各電極の動作タイミングを示すタイムチャ
ートであり、以上の各制御線はタイムチャートに示すタ
イミングでパルスを発生し制御を行う。

【００７１】まず、時刻ｔ０は、副走査方向のｎ−１ラ
インの信号電荷が全て水平転送ＣＣＤレジスタ７１〜７
３を通過し終わった瞬間を示している。この時すでにｎ
ラインのＲの信号電荷は露光時間が終了し、Ｇの中間レ
ジスタ６６に保持されている。時刻ｔ１でゲート電極Ｓ
ＨＶ１、ＳＨＶ２、ＳＴＲ１／２を全てＨにすることに
より、電位勾配にしたがってｎラインのＲの信号電荷は
Ｒの中間レジスタ６７に転送される。時刻ｔ２では、よ
うやくｎラインのＧの露光時間が終了したところである
が、この時すでにＲのｎ＋１ラインの露光中であるた
め、Ｇ−Ｅｖｅｎの信号電荷を通すため、ｎ＋１ライン
のＲ−Ｅｖｅｎの信号電荷を一時退避させる。このＲ−
Ｅｖｅｎの信号電荷は、ゲート電極ＳＨＲ２、ＳＴＧ
２、ＳＨＶ１をＨとし、Ｇ−Ｅｖｅｎの水平転送ＣＣＤ
レジスタ７１まで転送する。次に、時刻ｔ３でゲート電
極ＳＨＧ、ＳＨＲ２、ＳＴＧ２をＨにすることで、ｎラ
インのＧ−Ｅｖｅｎの信号電荷はＧの中間レジスタ６６
まで転送される。

【００７２】この時刻ｔ３では、Ｒ−Ｅｖｅｎの信号電
荷を一時退避させたのに続いてＧ−Ｅｖｅｎの信号電荷
がＲの感光画素を通過するため、Ｇの信号電荷はＲの感
光画素で混色が発生する。その混色の度合いは、ＣＣＤ
１ラインの読み取り周期Ｔｓに対する時刻ｔ３のパルス
幅の比（ｔ３／Ｔｓ）で決定されるが、通常ｔ３のバル
ス幅は１〜２ｕｓｅｃであるのに対し、周期Ｔｓは高速
の複写機でも４００ｕｓｅｃ程あるので、混色比は０．
２５〜０．５％程度である。この程度であれば殆ど画質
には影響を与えない。また少しでも混色の影響を少なく
する工夫としては、例えばＲＧＢ系の場合、３列の感光
画素列の中間画素列に割当てる配色をＢとするのが良
い。これはＢという色が、人間の目の比視感度で見た場
合に最も感度が低く、官能的にとらえにくい色であるか
らである。かつ複写機の場合はＢ信号から補色であるＹ
（Ｙｅｌｌｏｗ）信号を生成するが、この色も人間の目
には感度が低く、目立たないからである。

【００７３】次に時刻ｔ４でｎラインのＧ−Ｅｖｅｎの
信号電荷をＧの中間レジスタ６６内のφ１側に転送す
る。この時、時刻ｔ０以来Ｒの中間レジスタ６７に保持
され続けてきたｎラインのＲの信号電荷をＯｄｄ−Ｅｖ
ｅｎの２φ信号に分配する為、Ｒ−Ｅｖｅｎの信号電荷
をＴＧに転送しておく。

【００７４】時刻ｔ５〜ｔ６で、退避させてあったＲ−
Ｅｖｅｎの露光途中の信号電荷をＲの感光画素列６３に
戻すと共に、ｎラインのＧ−Ｅｖｅｎの信号電荷をＧ−
Ｅｖｅｎの水平転送ＣＣＤレジスタ７１に転送する。こ
こでは、Ｇ−Ｅｖｅｎの水平転送ＣＣＤレジスタ７１か
らＧ−Ｅｖｅｎの中間レジスタ６６へ、またＧ−Ｅｖｅ
ｎの中間レジスタ６６からＲの感光画素列６３へと信号
電荷の逆転送が行われる。逆転送については後述する。
またｎラインのＲの信号電荷もＯｄｄ−Ｅｖｅｎに振り
分けられ、Ｏｄｄ−Ｅｖｅｎそれぞれのφ１側に転送さ
れる。

【００７５】時刻ｔ７からφ１、φ２が相補駆動を始
め、ｎラインＧ−Ｅｖｅｎ、ｎラインＲ−Ｏｄｄ、Ｅｖ
ｅｎのそれぞれの信号電荷が同一時刻、同相出力で水平
転送開始する。そして時刻ｔ８で、Ｒの感光画素列６３
ではｎ＋１ラインのＲの露光時間が終了するので、ゲー
ト電極ＳＨＲ１／２をＨとすることによって、ｎ＋１ラ
インのＲの信号電荷をＲの感光画素列６３からＧの中間
レジスタ６６に転送する。この時Ｇの感光画素列６２で
はまだｎ＋１ラインＧの信号電荷が露光時間の途中であ
る。また、時刻ｔ９からＲの感光画素列６３ではすでに
ｎ＋２ライン２の露光時間がスタートしており、このま
ま時刻ｔ０の状態に戻る。

【００７６】以上動作シーケンスを説明してきたが、基
本的にＧの露光時間帯は時刻ｔ３で決まり、Ｒの露光時
間帯は時刻ｔ８で決まる。このｔ３−ｔ８のパルス間隔
は任意にしかも連続的に変えることができるので、Ｒ、
Ｇ、Ｂ間のレジ補正の際、縮拡倍率の関係で〔表１〕で
示したような小数部分が発生しても、加重平均をとるこ
となく理想的な補正が可能となる。また、水平転送ＣＣ
Ｄレジスタ７１〜７３からの出力信号は、前述のパルス
ｔ３−ｔ８の間隔によらず、いつも時刻ｔ７〜ｔ９の期
間に全てのチャンネルが同一時刻、同一タイミングで出
力される。これにより、後段の画像処理を行う上で出力
遅延回路等の必要がないなど使いやすく廉価な構成を実
現できることはいうまでもない。

【００７７】次に、上記のように双方向転送を行うよう
にしたレジスタ内部の構造を説明する。図２４はＮ型Ｓ
ｉ基板上に形成された１画素あたりのレジスタの垂直方
向断面図とその各部における電界ポテンシャルを示す図
である。ポテンシャル図における実線は各ゲート電極に
かける印加電圧がＬレベルの場合を示し、点線は印加電
圧をＨレベルとしポテンシャルを下げた場合を示してい
る。信号電荷の極性は電子キャリアが支配的つまり−極
性であり、図中で信号電荷は常にポテンシャルの下がる
＋方向に流れることになる。双方向転送を行うレジスタ
は、ゲート電極ＳＴＧ１／２の直下であり、ここのポテ
ンシャルレベルを印加電圧Ｌレベルの状態で、隣接する
感光画素列（ＲｅｄＰＤ）６３、Ｇ−Ｅｖｅｎの水平転
送ＣＣＤレジスタ７１よりも−方向にしておく。この印
加電圧Ｌレベルの時のポテンシャルレベルは、図中Ｐｗ
ｅｌｌ内に形成されたＮ層の厚みあるいは不純物濃度で
きまる。Ｎ型半導体のポテンシャルレベルは、不純物濃
度を増やすことによりＮ^-型となりレベルを上げ、不純
物濃度を減らすことによりＮ⁺ となりレベルを下げるの
で、この実施例では、他のレジスタがＮ^- で形成される
のに対し、ゲート電極ＳＴＧ１／２の直下のＧ−Ｅｖｅ
ｎの中間レジスタ６６をＮ⁺ で形成する。こうすること
によってゲート電極ＳＴＧ１／２の直下で隣接レジスタ
より一段高いポテンシャルが形成できる。

【００７８】ここでゲート電極ＳＴＧ１／２の直下に信
号電荷がある場合、ゲート電極ＳＨＲ１／２にＨレベル
を印加すればレベルが下がり、感光画素列（ＲｅｄＰ
Ｄ）６３側へ信号電荷が移動する。またゲート電極ＳＨ
Ｖ１にＨレベルを印加すればそこのレベルが下がるの
で、Ｇ−Ｅｖｅｎの水平転送ＣＣＤレジスタ７１側に信
号電荷の転送が行える。つまりＨレベルを印加するゲー
ト電極の選択により、垂直転送の方向が選択できる。ま
たゲート電極ＳＴＧ１／２、ＳＨＶ１をＨ、Ｇ−Ｅｖｅ
ｎをＬレベルとすれば、Ｇ−Ｅｖｅｎの水平転送ＣＣＤ
レジスタ７１からＧ−Ｅｖｅｎの中間レジスタ６６側へ
の転送も可能となる。以上に述べたように、図２４で示
した構造と図２１〜図２３で示した動作シーケンスを組
み合わせることにより、３ラインの画素列内転送方式の
ＣＣＤにおいて外側信号電荷の一時退避、内側信号電荷
の通過といった動作が可能となる。

【００７９】図２５はイメージセンサとＦＩＦＯメモリ
との組み合わせでレジ補正を行うように構成した例を示
す図、図２６は図２５に示す回路の動作を説明するため
の図である。図２５に示す例は、１ライン分の期間を指
定する水平周期信号に対するラインセンサ８１の駆動周
期を１／２倍とし、本来１ライン分のラインデータを読
み出す時間内に１／２ライン分のラインデータを２回
分、すなわち、副走査方向の１ラインの情報を前半と後
半に分割してＡ／Ｄ変換器８２を通してＦＩＦＯメモリ
８３に読み出し、セレクタ８４および加算器８５で選
択、合成して取り出すようにしたものである。その動作
を以下に説明する。

【００８０】図２６において、まず、時刻ｔ１は、第１
番目のラインの前半部分（以後１ａラインと称す）の露
光が完了している状態を示している。この時、ラインセ
ンサ８１内には１ａラインの画像情報に対応する信号電
荷が蓄積される。次に、期間ｔ２で、ラインセンサ８１
内に蓄積された１ａラインの画像情報に対応する信号電
荷は、水平転送電極により順次転送されて出力部にて電
圧データに変換され、Ａ／Ｄ変換器８２でＡ／Ｄ変換さ
れた後、ＦＩＦＯメモリ８３に入力される。その後、時
刻ｔ３で、第一番目のラインの後半部分（以後１ｂライ
ンと称す）の露光が完了する。この時、ラインセンサ８
１内には１ｂラインの画像情報に対応する信号電荷が蓄
積されている。

【００８１】次に、期間ｔ４で、ラインセンサ８１内に
蓄積された１ｂラインの画像情報に対応する信号電荷
も、同様に水平転送電極により順次転送され出力部にて
電圧データに変換され、Ａ／Ｄ変換された後、ＦＩＦＯ
メモリ８３に入力される。この時、１ａラインのデータ
は、ＦＩＦＯメモリの次段に移される。以下、同様に、
時刻ｔ５の後、期間ｔ６で、第２番目のラインの前半部
分（以後２ａラインと称す）のラインデータがＦＩＦＯ
メモリ８３に入力される。１／２ライン分のデータは、
このように順次読み出し、蓄積を繰り返し行われる。

【００８２】これらの動作によりＦＩＦＯメモリ８３に
順次入力された１／２ライン分のラインデータを１ライ
ン分のデータとして画像信号を取り出す時には、ＦＩＦ
Ｏメモリ８３の２つのラインデータについて、倍率に応
じてどのラインデータを出力するかをセレクタ８５にて
選択し、加算器８５により合成した後出力される。１ラ
イン分のデータとして画像信号を取り出す周期は、１／
２ラインデータを読み出す周期の２倍とする。図２６の
例では、Ｇのラインデータとして１ａラインデータと１
ｂラインデータを加算したものを出力し、Ｒのラインデ
ータとして１ｂラインデータと２ａラインデータを加算
したものを出力している。

【００８３】従って、結果として読み出されるＧ、Ｒそ
れぞれの１ライン分のラインデータは、Ｇの１ライン分
のデータに対し、Ｒの１ライン分のデータは、副走査方
向の位相が０．５ライン分ずれていることになる。この
ようにして各色のラインデータを例えばそのラインの前
半部分と後半部分、あるいはその後半部分と次のライン
の前半部分を合成して読み出すように選択することによ
り、副走査方向の位相を各色の信号毎に０．５ライン分
ずらすことが可能となり、結果として、整数倍以下のレ
ジ補正を行うことができる。

【００８４】本実施例では、１ライン分の期間を指定す
る水平周期信号に対するラインセンサの駆動周期を１／
２倍としているが、それに限られるわけではなく、当然
のことながらセンサの駆動速度の能力、および必要とさ
れる出力のデータレートに応じ、１／３倍、１／４倍、
１／５倍、１／６倍、１／７倍、１／８倍、１／９倍、
１／１０倍……のように、より小さく設定することも可
能である。その場合、より高精度な整数倍以下のレジ補
正を行うことが可能となる。

【００８５】次に、上記イメージセンサを用いた画像読
取装置について説明する。図２７は本発明に係るイメー
ジセンサを用いた画像読取装置の１実施例構成を示す
図、図２８はタイミング発生回路の構成例を示すブロッ
ク図である。

【００８６】図２７において、イメージセンサ１１０
は、センサドライバ１２０によって駆動され、タイミン
グ発生回路１２１は、このセンサドライバ１２０にクロ
ックパルス等を供給するものである。直流カット回路１
２２は、イメージセンサ１１０から出力された画像信号
から温度変動等をキャンセルするため直流成分をカット
するものであり、同期接地回路１２４は、イメージセン
サ１１０の出力中のダミー画素期間に直流再生と黒レベ
ル確保のための動作を行うものである。ダミー画素期間
は、シフトパルスの動作後、有効画素が読み出される前
に読み出される遮光画素部分の期間であり、このダミー
画素部の出力が黒読取レベルにほぼ等しいとして、直流
再生は、このダミー画素部の画像信号レベルが接地レベ
ルと同じになるようにクランプ動作を行うことで実現し
ている。そのため、イメージセンサ１１０の出力中のダ
ミー画素部を示すタイミング信号がタイミング発生回路
１２１から同期接地回路１２４に供給されている。Ａ／
Ｄ変換器１２５は、同期接地回路１２４を通した後にデ
ジタルの画像データに変換するものであり、シェーディ
ング補正回路１２６は、画像読み取り信号に所定のシェ
ーディング補正を行い、遅延回路１２７は、３ラインの
イメージセンサ１１０のカラーレジ補正を行うものであ
る。なお、イメージセンサ１１０から出力される画像信
号がＲ、Ｇ、Ｂの３色と偶数画素分、奇数画素分の２系
統、計６系統に分かれている場合には、図示しないがＡ
／Ｄ変換器１２５の前段に偶数画素／奇数画素の出力を
合成回路する回路が設けられる。

【００８７】タイミング発生回路１２１は、イメージセ
ンサ１１０に供給する水平方向転送クロックの１露光区
間に、副走査読取密度に応じて各色の露光タイミングを
司るシフトパルスの供給タイミングを読取色毎に選択し
て供給するように構成されるものであり、その構成例を
示したのが図２８である。

【００８８】図２８において、パルス生成部１３４は、
所定の発振器から基準クロック信号ＣＫ１が入力され、
比較器群１３７からの出力に応じてクロックパルスφ
１、φ２の休止期間を決定する信号Ｓ１、クロックパル
スφ１、φ２の休止期間のＨ／Ｌを決定する信号Ｓ２、
シフトパルスＳＨ Ｇ、ＳＨ Ｂ、ＳＨ Ｒ、データバ
リッド信号および同期接地信号を所定のタイミングでそ
れぞれ生成するものである。これに対し、パルス生成部
１３５は、パルス生成部１３４から出力される信号に基
づいて、水平方向転送クロックパルスφ１、φ２および
リセットパルスＲＳ１、ＲＳ２を生成するものである。
カウンタ１３６は、外部から入力されるライン信号ＬＩ
ＮＥに基づいて基準クロックＣＫ１を１／２に分周した
２倍周期クロックＣＫ２をカウントし、カウント値を複
数個設けられた比較器群１３７に出力する。比較器群１
３７には、それぞれレジスタ群１３８が接続され、これ
らレジスタ群１３８によって比較器群１３７で比較する
カウント値を設定するようになっている。このレジスタ
群１３８は、図示しないＣＰＵから信号が入力され、設
定値が適宜書き換え可能になっている。同期検出回路１
４０は、ライン信号ＬＩＮＥと基準クロックＣＫ１と２
倍周期クロックＣＫ２の同期関係を検出するものであ
る。

【００８９】次に、上記構成のタイミング発生回路によ
りシフトパルスＳＨ Ｇ、ＳＨ Ｂ、ＳＨ Ｒや水平方
向転送クロックパルスφ１、φ２、さらにはリセットパ
ルスＲＳ１、ＲＳ２を生成する動作を説明する。まず、
タイミング発生回路では、カウンタ１３６により外部か
ら入力されるライン信号ＬＩＮＥの立ち下がりのタイミ
ングで２倍周期クロックＣＫ２のパルス数をカウントす
る。ここで、ライン信号ＬＩＮＥは、基準クロックＣＫ
１に対して非同期の信号であり、デジタルカラー複写機
では、通常、レーザープリント部のポリゴンスキャナの
タイミング信号に同期した信号が用いられている。した
がって、ライン信号ＬＩＮＥは、２倍周期クロックＣＫ
２に非同期の信号であるため、あるライン信号ＬＩＮＥ
から次のライン信号ＬＩＮＥまでにカウンタ１３６がカ
ウントする値がばらつくので、このカウント値を用いて
遅延画素を決定する必要がある。ライン信号ＬＩＮＥが
立ち下がり、２倍周期クロックＣＫ２が立ち下がった
後、基準クロックＣＫ１が最初に立ち下がるタイミング
で信号Ｓ１を立ち下げ、この信号Ｓ１により２倍周期ク
ロックＣＫ２にマスクをかけて、水平方向転送クロック
パルスφ１に休止期間を設けるための信号として用い
る。

【００９０】ここで、ライン信号ＬＩＮＥに対して、イ
メージセンサの動作基準を２倍周期クロックＣＫ２に同
期させて決めているのは、１ラインの水平方向転送クロ
ックの動作が中途半端にならないようにするためであ
る。つまり、イメージセンサの動作基準を基準クロック
ＣＫ１に同期させた場合には、水平方向転送クロックφ
１がＨになっている状態でも水平方向転送クロックφ１
に休止期間を設けるための信号Ｓ１の立ち上がりが起こ
り得る。このため、水平方向転送クロックφ１の最終パ
ルス幅が半分になってしまう場合が出てくる。通常のイ
メージセンサの使用法では、上記ライン信号ＬＩＮＥが
立ち下がりから信号Ｓ１を立ち下がるまでの期間には画
像信号の読み出しが終了しているので、このような半分
の幅の水平方向転送クロックがあっても影響はない。し
かし、本発明の実施例の使用法では、この期間でもＲ等
の信号読み出しを続けている場合があるので、読取画像
データに影響してしまう。そのため、水平方向転送クロ
ックφ１に休止期間を設けるための信号Ｓ１は、２倍周
期クロックＣＫ２に対して同期をとるように設定され
る。

【００９１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ライン間隔の狭いイメージセンサを実現でき
る画素列内転送方式のイメージセンサにおいて、双方向
垂直転送可能な中間レジスタを電荷の一時待避、一時記
憶手段として用いるので、露光位相タイミング制御を実
現することができ、従来３ラインセンサで問題となって
いた任意倍率読取のための副走査方向読取走査密度変更
時のカラーレジ補正の課題と、読取走査速度の変動によ
るカラーレジ補正エラー（画素列内転送方式を採ること
でライン間隔をつめることの効果）の課題を同時に解決
することができる。

【００９２】したがって、任意の走査密度において、良
好なカラーレジ補正性能が得られるので、黒文字再現に
優れたカラー画像読取装置を提供することができる。す
なわちカラー原稿を読み取るデジタル複写機等におい
て、複写倍率を変化させた時、全ての縮拡倍率で３色重
ね合わせの黒細線原稿がシャープで色ズレなく再現で
き、画像品質を大幅に向上させることができる。

【００９３】さらに、整数倍以下の任意量のカラーレジ
補正が可能になることから、画素内転送方式のイメージ
センサにおいて、そのライン間隔が画素ピッチの整数倍
である制約がなくなり、ライン間隔において２ライン未
満を実現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る蓄積部を持つイメージセンサの
１実施例を示す図である。

【図２】 本発明に係る蓄積部を持つイメージセンサの
１ブロック分の構造を説明するための図である。

【図３】 Ｇの露光終了後、Ｒの露光中に、Ｇの信号電
荷をＲの画素を通して読み出す動作を説明するための図
である。

【図４】 各電極にかかる駆動電圧信号を示すタイミン
グチャートである。

【図５】 露光終了後のＲの信号電荷を読み出す動作を
説明するための図である。

【図６】 各電極にかかる駆動電圧信号を示すタイミン
グチャートである。

【図７】 本発明に係る蓄積部を持つイメージセンサの
他の実施例を示す図である。

【図８】 図７に示すイメージセンサの１ブロック分の
構造を示す図である。

【図９】 第１転送電極列の電位分布の変化及び動作を
説明するための図である。

【図１０】 第２転送電極列の電位分布の変化及び動作
を説明するための図である。

【図１１】 退避蓄積部内での水平方向転送時の電位分
布の変化及び動作を説明するための図である。

【図１２】 図７に示したセンサによるＲの電荷の退避
動作を説明するための図である。

【図１３】 Ｇの電荷の読み出し動作を説明するための
図である。

【図１４】 Ｒの電荷の読み出し動作を説明するための
図である。

【図１５】 退避電極から水平方向転送電極への転送動
作を説明するための図である。

【図１６】 本発明に係る蓄積部を持つイメージセンサ
の他の実施例を示す図である。

【図１７】 センサの構造を説明するための図である。

【図１８】 Ｇの露光終了後、Ｒの露光中にＧの信号電
荷をＲの画素を通して読み出す動作を説明するための図
である。

【図１９】 電荷読み出し時の各電極にかかる駆動電圧
信号を示すタイミングチャートである。

【図２０】 本発明に係る蓄積部を持つイメージセンサ
の他の実施例を示す図である。

【図２１】 図２０に示すイメージセンサの４画素分の
平面構造図である。

【図２２】 図２０に示すイメージセンサの４画素分の
平面構造図である。

【図２３】 各電極の動作タイミングを示すタイムチャ
ートである。

【図２４】 Ｎ型Ｓｉ基板上に形成された１画素あたり
のレジスタの垂直方向断面図とその各部における電界ポ
テンシャルを示す図である。

【図２５】 イメージセンサとＦＩＦＯとの組み合わせ
でレジ補正を行うように構成した例を示す図である。

【図２６】 図２５に示す回路の動作を説明するための
図である。

【図２７】 本発明に係るイメージセンサを用いた画像
読取装置の１実施例構成を示す図である。

【図２８】 タイミング発生回路の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図２９】 ３ラインカラーセンサを使った画像読取装
置の構成概要を示す図である。

【図３０】 ３ラインカラーセンサの副走査方向のカラ
ーレジのずれを説明するための図である。

【図３１】 遅延量が整数ラインでない場合の各色セン
サの黒細線読取データの例を示す図である。

【図３２】 遅延による読取補正と移動平均による重心
変更の例を説明するための図である。

【図３３】 ３ラインカラーＣＣＤセンサへのシフトパ
ルス入力タイミングとそれにより変化する露光位相タイ
ミングの例を示す図である。

【図３４】 従来方式の３ラインカラーＣＣＤセンサの
例を示す図である。

【図３５】 画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセ
ンサの例を示す図である。

【図３６】 従来方式の３ラインカラーＣＣＤセンサを
用いた読取装置の例を示す図である。

【図３７】 画素内転送方式の３ラインカラーＣＣＤセ
ンサを用いた読取装置の例を示す図である。

【図３８】 センサラインギャップの大きさと許容可能
な速度変動の振幅との関係を示す図である。

【符号の説明】

１〜３…感光画素列、４…退避蓄積部、５、６…水平方
向転送電極、７、８、１０〜１２…シフトゲート

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主走査方向に並んだ感光画素列を副走査
   方向に複数列隣接配置してなる感光画素部と、 前記感光画素部の外側に外部出力線と接続され前記感光
   画素列の信号電荷を主走査方向に転送する水平転送レジ
   スタと、 前記感光画素列と前記水平転送レジスタとの間に配置さ
   れ画素毎の信号電荷を退避させる蓄積手段と、 前記感光画素列と前記蓄積手段と前記水平転送レジスタ
   との間で信号電荷の転送を制御するシフトゲートとを備
   え、前記感光画素列と前記蓄積手段と前記水平転送レジ
   スタとシフトゲートの電位切り換えおよび切り換えタイ
   ミングを制御することにより、前記蓄積手段と隣接して
   いない内側感光画素列の露光終了タイミングを経過した
   時に前記蓄積手段と隣接し露光途中にある外側感光画素
   列の信号電荷を前記蓄積手段に退避させた後、前記外側
   感光画素列を通して前記蓄積手段、前記水平転送レジス
   タへ前記内側感光画素列の信号電荷を転送するように構
   成したことを特徴とする蓄積手段を持つイメージセン
   サ。
2. 【請求項２】 前記蓄積手段と前記シフトゲートは、主
   走査方向に信号電荷を転送可能に構成したことを特徴と
   する請求項１記載の蓄積手段を持つイメージセンサ。
3. 【請求項３】 前記蓄積手段と前記シフトゲートは、双
   方向に信号電荷を転送可能に構成したことを特徴とする
   請求項１記載の蓄積手段を持つイメージセンサ。
4. 【請求項４】 前記蓄積手段は、前記シフトゲートに所
   定電位を印加した時に隣接する感光画素列、水平転送レ
   ジスタよりもポテンシャルが−側になるように不純物濃
   度或いは層厚を設定した半導体からなることを特徴とす
   る請求項３記載の蓄積手段を持つイメージセンサ。
5. 【請求項５】 前記水平転送レジスタは、前記感光画素
   列の位置周期に対応して信号電荷を出力する複数列の分
   割水平転送レジスタからなることを特徴とする請求項１
   記載の蓄積手段を持つイメージセンサ。
6. 【請求項６】 前記蓄積手段は、垂直転送方向に複数配
   置されたことを特徴とする請求項１記載の蓄積手段を持
   つイメージセンサ。
7. 【請求項７】 前記水平転送レジスタを複数列備えると
   共に、前記蓄積手段は、前記各水平転送レジスタの間に
   配置されていることを特徴とする請求項１記載の蓄積手
   段を持つイメージセンサ。
8. 【請求項８】 主走査方向に並んだ感光画素列を副走査
   方向に複数列隣接配置してなり、その外側に外部出力線
   と接続され前記感光画素列の信号電荷を主走査方向に転
   送する水平転送レジスタを備えたイメージセンサにより
   水平転送レジスタより信号電荷を取り出して画像を読み
   取る画像読取装置において、 前記感光画素列と前記水平転送レジスタとの間に配置さ
   れ画素毎の信号電荷を退避させる蓄積手段と、 前記感光画素列と前記蓄積手段と前記水平転送レジスタ
   との間で信号電荷の転送を制御するシフトゲートと、 前記蓄積手段と隣接していない内部側感光画素列の露光
   終了タイミングを経過した時に前記蓄積手段と隣接し露
   光途中にある外部側感光画素列の信号電荷を前記蓄積手
   段に退避させた後、該外部側感光画素列を通して前記蓄
   積手段、前記水平転送レジスタへ前記内部側感光画素列
   の信号電荷を転送するように前記感光画素列と前記蓄積
   手段と前記水平転送レジスタとシフトゲートの電位切り
   換えおよび切り換えタイミングを制御する制御手段とを
   備えたことを特徴とする画像読取装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段は、画像読取の縮拡倍率に
   応じて前記各感光画素列の露光開始タイミングおよび露
   光終了タイミングを決定することを特徴とする請求項８
   記載の画像読取装置。
10. 【請求項１０】 前記蓄積手段は、信号電荷を垂直転送
    方向及び水平転送方向の双方向に転送可能に構成されて
    いるとともに、前記制御手段は、前記シフトゲートを選
    択的に動作させることにより、前記内部側感光画素列の
    信号電荷を前記蓄積手段、前記水平転送レジスタに転送
    した後、前記外部側感光画素列の信号電荷を退避前に存
    在した画素に戻すよう制御することを特徴とする請求項
    ８記載の画像読取装置。
11. 【請求項１１】 前記制御手段は、前記シフトゲートを
    選択的に動作させ、前記外部側感光画素列の信号電荷を
    前記蓄積手段、前記水平転送レジスタに転送した後、前
    記蓄積手段に退避された前記内部側感光画素列の信号電
    荷と退避後に前記内部側感光画素列の対応する感光画素
    に蓄積された信号電荷とを加算させるよう制御すること
    を特徴とする請求項８記載の画像読取装置。
12. 【請求項１２】 １列の前記感光画素列中の位置周期に
    対応して前記感光画素列からの信号電荷を出力させるた
    め複数列の分割水平転送レジスタからなり、前記制御手
    段は、前記シフトゲートを選択的に動作させて、所定位
    置周期における前記感光画素列中の外部側感光画素列の
    感光画素の信号電荷を前記蓄積手段に退避させた後、前
    記内部側感光画素列の信号電荷を前記外部側感光画素列
    の信号電荷が退避されている蓄積手段の位置と異なる他
    の蓄積手段あるいは分割水平転送レジスタに転送するよ
    う制御することを特徴とする請求項８記載の画像読取装
    置。
13. 【請求項１３】 前記蓄積手段は、垂直転送方向に複数
    列配設されるとともに、前記蓄積手段により構成される
    垂直転送方向転送経路を２系統備え、前記制御手段は、
    前記シフトゲートを選択的に動作させて、前記外部側感
    光画素画素列の信号電荷を前記垂直転送方向転送経路の
    一方の前記蓄積手段に退避させた後、前記内部側感光画
    素列の信号電荷を前記垂直転送方向転送経路の他方の前
    記蓄積手段に転送するよう制御することを特徴とする請
    求項８記載の画像読取装置。